JP2014111837A - Heat treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus in which the strain or deformation of an object to be treated is kept down satisfactorily.SOLUTION: The heat treatment apparatus includes a cooling chamber 160 for cooling the object M which is to be treated and heated. A cooling unit CU is arranged in the cooling chamber 160, which the unit includes: a conveyance device 10 for conveying a plurality of the objects M to be treated in a single row at the same time; and a mist cooling device 30 which is disposed to surround a conveying route of the conveyance unit 10 and from which a mist-shaped cooling liquid is supplied. The mist cooling unit 30 has: a plurality of tubular bodies 32, which are disposed around the conveying route in the peripheral direction thereof and to which the cooling liquid is supplied; and nozzle parts 34 which are arranged on each of the plurality of tubular bodies 32 while being parted from one another and are used respectively for jetting the mist-shaped cooling liquid toward the conveying route.

Description

本発明は、熱処理装置に関し、例えば被処理物の焼き入れ等の処理に用いて好適な熱処理装置に関するものである。   The present invention relates to a heat treatment apparatus, for example, a heat treatment apparatus suitable for use in a treatment such as quenching of an object to be processed.

被処理物である金属材を加熱し、冷却することにより、いわゆる焼入れ等の処理を行う熱処理装置において高速の冷却を必要とする場合、従来は油冷方式の冷却装置やガス冷却方式の冷却装置が用いられている。上記油冷方式の冷却装置においては、冷却効率は優れているものの、細かな冷却コントロールがほとんどできず被熱処理品が変形しやすいという問題がある。一方、ガス冷却方式の冷却装置においては、ガスの流量制御等により冷却コントロールが容易であり、被熱処理品の変形に関しては優れているものの、冷却効率が低いという問題がある。   When heat treatment equipment that performs processing such as so-called quenching by heating and cooling the metal material that is the object to be treated, high-speed cooling is conventionally required, oil-cooled cooling equipment or gas-cooling cooling equipment Is used. The oil cooling type cooling device has a problem that although the cooling efficiency is excellent, fine cooling control is hardly performed and the heat-treated product is easily deformed. On the other hand, in the cooling device of the gas cooling system, cooling control is easy by gas flow rate control and the like, and there is a problem that the cooling efficiency is low although the deformation of the heat-treated product is excellent.

そこで、特許文献1には、被熱処理品を囲んで液用ノズルとガス用ノズルとを配置し、液用ノズルから冷却液をスプレー式で供給し、ガス用ノズルから冷却ガスを供給することにより、冷却コントロール性及び冷却効率の向上を図った技術が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, a liquid nozzle and a gas nozzle are disposed so as to surround a product to be heat-treated, a cooling liquid is supplied from the liquid nozzle in a spray manner, and a cooling gas is supplied from the gas nozzle. A technique for improving cooling controllability and cooling efficiency is disclosed.

特開平11−153386号公報JP-A-11-153386

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
複数の被熱処理品に対して一括的に冷却を行う場合、冷却を一様に行うことが困難であり冷却むらが生じる可能性がある。特に、被熱処理品には、冷却液が供給されやすい面と供給されづらい面が生じやすいため、冷却を施しても温度分布が生じ被熱処理品の変形の一因になるという問題があった。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
When cooling a plurality of products to be heat-treated at once, it is difficult to perform cooling uniformly, and there is a possibility that uneven cooling occurs. In particular, the product to be heat-treated has a surface that is likely to be supplied with a coolant and a surface that is difficult to be supplied. Therefore, there is a problem that even if cooling is performed, a temperature distribution occurs and this causes a deformation of the product to be heat-treated.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、被処理物の歪や変形を十分に小さく抑えること可能な熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of sufficiently suppressing distortion and deformation of an object to be processed.

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の熱処理装置は、加熱された被処理物を冷却する冷却室を備えた熱処理装置であって、複数の前記被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置と、前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置と、前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置され冷却ガスを供給するガス冷却装置とをそれぞれ備えた冷却ユニットが前記冷却室に設けられることを特徴とするものである。
従って、本発明の熱処理装置では、搬送経路上の被処理物に対して冷却液をミスト状で供給量を調整することにより、被処理物の表面に蒸気膜を形成することを抑制でき、気化潜熱を利用し、高い冷却効率で被処理物を冷却することができる。また、被処理物に対する冷却効率に応じて供給量を調整することにより、高いコントロール性をもって被処理物を冷却することが可能になる。そして、冷却対称となる被処理物が単列で搬送されることから、周囲に配されたミスト冷却装置によるミスト状の冷却液供給に際しては、他の被処理物の陰となって冷却液が供給されづらい箇所が生じることなく、全体に一様に冷却液を供給できる。そのため、本発明では、被処理物を一様に冷却することが可能になり、温度分布等に起因して生じる被処理物の歪や変形を抑制することができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus provided with a cooling chamber for cooling a heated object to be processed, and a transfer apparatus for transferring a plurality of the objects to be processed simultaneously in a single row, and a transfer path of the transfer apparatus A cooling unit is provided in the cooling chamber, each of which includes a mist cooling device that surrounds and supplies a mist-like coolant, and a gas cooling device that surrounds a transport path of the transport device and supplies a cooling gas. It is characterized by that.
Therefore, in the heat treatment apparatus of the present invention, it is possible to suppress the formation of a vapor film on the surface of the object to be processed by adjusting the supply amount of the coolant in the mist form with respect to the object to be processed on the conveyance path, and vaporization Using the latent heat, the workpiece can be cooled with high cooling efficiency. Moreover, it becomes possible to cool a to-be-processed object with high controllability by adjusting supply_amount | feed_rate according to the cooling efficiency with respect to a to-be-processed object. Since the objects to be processed that are symmetrical with respect to the cooling are conveyed in a single row, when the mist-like cooling liquid is supplied by the mist cooling device disposed around the object, the cooling liquid is hidden behind the other objects to be processed. The cooling liquid can be uniformly supplied to the whole without generating a portion that is difficult to be supplied. Therefore, in this invention, it becomes possible to cool a to-be-processed object uniformly, and can suppress the distortion and deformation | transformation of a to-be-processed object resulting from temperature distribution etc.

前記冷却ユニットとしては、並列して複数設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、被処理物の歪や変形を抑制しつつ、被処理物に対する冷却を並行して行うことが可能になり、生産性の向上に寄与できる。
この場合の構成においては、前記複数の冷却ユニットが、同一の冷却室内に配置される構成を好適に採用できる。
冷却ユニット毎に冷却室を設けた場合、装置が大型化してしまうが、本発明では並列して被処理物を冷却する場合でも、冷却室の大型化を抑制することが可能になる。
As the cooling unit, a configuration in which a plurality of cooling units are provided in parallel can be suitably employed.
Thereby, in this invention, it becomes possible to perform cooling with respect to a to-be-processed object in parallel, suppressing the distortion and deformation | transformation of a to-be-processed object, and can contribute to the improvement of productivity.
In the configuration in this case, a configuration in which the plurality of cooling units are arranged in the same cooling chamber can be suitably employed.
When the cooling chamber is provided for each cooling unit, the apparatus becomes large. However, in the present invention, even when the workpiece is cooled in parallel, the cooling chamber can be prevented from being enlarged.

また、上記熱処理装置においては、前記ミスト冷却装置が、前記搬送経路に沿って互いに離間した位置から前記冷却液を供給する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、被処理物の全体に亘って確実に冷却液を供給することが可能になり、被処理物に対する一様な冷却処理をより確実に行うことができる。
Moreover, in the said heat processing apparatus, the said mist cooling device can employ | adopt suitably the structure which supplies the said cooling liquid from the position mutually spaced apart along the said conveyance path | route.
Thereby, in this invention, it becomes possible to supply a cooling liquid reliably over the whole to-be-processed object, and the uniform cooling process with respect to a to-be-processed object can be performed more reliably.

また、上記熱処理装置においては、前記ミスト冷却装置は、前記搬送経路に沿って延在して設けられ前記冷却液が供給される管体と、前記管体に前記搬送経路に沿って互いに離間して設けられたノズル部とを有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、管体に供給された冷却液がノズル部から一様にミスト状となって噴出することになり、被処理物の全体に亘って一様に冷却することができる。
Further, in the heat treatment apparatus, the mist cooling device is provided so as to extend along the transfer path and is separated from the pipe body to which the cooling liquid is supplied and along the transfer path. The structure which has the nozzle part provided in this way can be adopted suitably.
Thereby, in this invention, the cooling fluid supplied to the pipe body will be ejected in the form of a mist uniformly from a nozzle part, and it can cool uniformly over the whole to-be-processed object.

そして、上記熱処理装置においては、前記管体が、前記搬送経路を中心として、周方向に略等間隔で複数配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、被処理物の周囲から均等に冷却液をミスト状に供給することができ、温度分布を生じさせない均等な冷却処理を行うことができる。この際、前記管体の配置には、噴出ミストが受ける重力を考慮し配置することでより均一性が増す。
And in the said heat processing apparatus, the structure by which the said tubular body is arrange | positioned in multiple numbers at substantially equal intervals in the circumferential direction centering | focusing on the said conveyance path | route can be employ | adopted suitably.
Thereby, in this invention, a cooling fluid can be uniformly supplied from the circumference | surroundings of a to-be-processed object in mist form, and the uniform cooling process which does not produce temperature distribution can be performed. At this time, the tube body is arranged in consideration of the gravitational force received by the sprayed mist, thereby increasing the uniformity.

また、本発明では、前記被処理物の温度を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記冷却液の供給量を制御する制御装置とを有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、被処理物の温度に応じて、冷却液を最適な供給量で供給することが可能になる。
Moreover, in this invention, the structure which has a measuring device which measures the temperature of the said to-be-processed object, and a control apparatus which controls the supply amount of the said cooling liquid based on the measurement result of the said measuring device can be employ | adopted suitably.
Thereby, in this invention, according to the temperature of a to-be-processed object, it becomes possible to supply a cooling liquid with the optimal supply amount.

また、上記熱処理装置においては、前記計測装置は、複数設けられた前記ミスト冷却装置のそれぞれに対応する位置における前記被処理物の温度を計測し、前記制御装置は、前記計測結果に基づいて、前記複数のミスト冷却装置に対して個別に前記冷却液の供給量を制御する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ミスト冷却装置に対応する位置の被処理物の温度分布に応じて、当該温度分布を解消すべく、ミスト冷却装置による冷却液の供給量を個別に制御することが可能になり、高精度に被処理物の温度を制御することが可能になる。
In the heat treatment apparatus, the measurement device measures the temperature of the object to be processed at a position corresponding to each of the plurality of mist cooling devices provided, and the control device is based on the measurement result, A configuration in which the supply amount of the cooling liquid is individually controlled for the plurality of mist cooling devices can be suitably employed.
Thereby, in this invention, according to the temperature distribution of the to-be-processed object of the position corresponding to a mist cooling device, in order to eliminate the said temperature distribution, the supply amount of the cooling fluid by a mist cooling device can be controlled separately. Thus, the temperature of the object to be processed can be controlled with high accuracy.

また、本発明では、前記被処理物を所定の方向から押圧する押圧装置を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、冷却時に被処理物の熱伝達率の変動があった場合でも、被処理物が強制的に押圧されることで被処理物の歪や変形を小さく抑えることが可能になる。
Moreover, in this invention, the structure which has a press apparatus which presses the said to-be-processed object from a predetermined | prescribed direction can be employ | adopted suitably.
As a result, in the present invention, even when there is a change in the heat transfer coefficient of the workpiece during cooling, it is possible to suppress distortion and deformation of the workpiece to be small by forcibly pressing the workpiece. Become.

また、本発明では、前記冷却液は、フッ素系不活性液体である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、冷却液が被処理物に悪影響を及ぼすことを防止できるとともに、水冷式の場合に生じる表面酸化を防止することが可能になる。
In the present invention, a configuration in which the cooling liquid is a fluorine-based inert liquid can be suitably employed.
Thereby, in this invention, while being able to prevent a cooling liquid having a bad influence on a to-be-processed object, it becomes possible to prevent the surface oxidation which arises in the case of a water cooling type.

本発明では、被処理物の歪や変形を十分に小さく抑えつつ、高いコントロール性をもって被処理物を冷却することが可能になる。   In the present invention, it is possible to cool the workpiece with high controllability while sufficiently suppressing distortion and deformation of the workpiece.

本実施形態の真空熱処理炉の全体構成図である。It is a whole block diagram of the vacuum heat treatment furnace of this embodiment. 冷却室160の正面断面図である。2 is a front sectional view of a cooling chamber 160. FIG. 図2におけるA−A線視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 熱処理装置の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the heat processing apparatus. 第3実施形態における冷却室の断面図である。It is sectional drawing of the cooling chamber in 3rd Embodiment. 第3実施形態における冷却室の断面図である。It is sectional drawing of the cooling chamber in 3rd Embodiment.

以下、本発明の熱処理装置の実施の形態を、図1ないし図6を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
また、本実施形態では、熱処理装置として、多室型の真空熱処理炉(以下、単に「真空熱処理炉」と称する)の例を示す。
Hereinafter, embodiments of the heat treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
In this embodiment, an example of a multi-chamber type vacuum heat treatment furnace (hereinafter simply referred to as “vacuum heat treatment furnace”) is shown as the heat treatment apparatus.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態の真空熱処理炉の全体構成図である。
真空熱処理炉(熱処理装置)100は、被処理物に対して熱処理を施すものであって、脱気室110、予熱室120、浸炭室130、拡散室140、降温室150、冷却室160が順次隣接して配置された構成を有しており、被処理物は各室110〜160に順次単列で搬送される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the vacuum heat treatment furnace of the present embodiment.
A vacuum heat treatment furnace (heat treatment apparatus) 100 performs heat treatment on an object to be processed, and a deaeration chamber 110, a preheating chamber 120, a carburizing chamber 130, a diffusion chamber 140, a descending chamber 150, and a cooling chamber 160 are sequentially provided. It has the structure arrange | positioned adjacently, and a to-be-processed object is conveyed by each chamber 110-160 in a single row sequentially.

本発明は、冷却室160の構成に特徴を有しているため、以下、冷却室160について詳述する。
図2は、冷却室160の正面断面図であり、図3は、図2におけるA−A線視断面図である。冷却室160は、真空容器1内に形成される。また、真空容器1内には、搬送装置10、ガス冷却装置20、ミスト冷却装置30からなる冷却ユニットCUが設けられている。
Since the present invention is characterized by the configuration of the cooling chamber 160, the cooling chamber 160 will be described in detail below.
2 is a front sectional view of the cooling chamber 160, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. The cooling chamber 160 is formed in the vacuum container 1. In the vacuum vessel 1, a cooling unit CU including a transfer device 10, a gas cooling device 20, and a mist cooling device 30 is provided.

搬送装置10は、被処理物Mを水平方向に沿って単列で、且つ同時に複数搬送可能なものであって、互いに間隔をあけて対向配置され搬送方向(水平方向)に延在する一対の支持フレーム11、各支持フレーム11の対向する面に回転自在に、且つ搬送方向に所定間隔をあけて設けられたローラ12、被処理物Mが載置されローラ12上を搬送されるトレー13、鉛直方向に沿って設けられ支持フレーム11の両端を支持する支持フレーム14(図2では図示せず)を有している。
なお、以下の説明においては、搬送装置10による被処理物Mの搬送方向を単に搬送方向と称する。
The transport apparatus 10 is capable of transporting a plurality of workpieces M in a single row along the horizontal direction and simultaneously transporting a plurality of objects M, and is opposed to each other with a space therebetween and extends in the transport direction (horizontal direction). A support frame 11; rollers 12 rotatably provided on opposing surfaces of the support frames 11 at a predetermined interval in the transport direction; a tray 13 on which the workpiece M is placed and transported on the rollers 12. A support frame 14 (not shown in FIG. 2) that is provided along the vertical direction and supports both ends of the support frame 11 is provided.
In the following description, the conveyance direction of the workpiece M by the conveyance device 10 is simply referred to as a conveyance direction.

トレー13は、例えば線材を格子状に配列し、略直方体に形成したものであり、その幅は被処理物Mの幅よりも僅かに大きく、底面の幅方向の端縁でローラ12に支持される大きさに形成されている。また、トレー13の長さは、ここでは2つの被処理物M、Mが搬送方向に互いに間隔をあけて載置可能な大きさに形成されている。従って、本実施形態では、このトレー13を介して被処理物Mが単列で、且つ同時に複数(ここでは2つ)搬送可能となっている。   The tray 13 is formed, for example, by arranging wire rods in a grid and is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The width of the tray 13 is slightly larger than the width of the workpiece M and is supported by the roller 12 at the edge in the width direction of the bottom surface. The size is formed. In addition, the length of the tray 13 is formed such that two workpieces M and M can be placed at intervals in the transport direction here. Therefore, in this embodiment, the workpieces M can be conveyed in a single row and a plurality (two in this case) at the same time via the tray 13.

ガス冷却装置20は、冷却室160内に冷却ガスを供給することによって被処理物Mを冷却するものであって、ヘッダ管21、供給管22、ガス回収・供給系23を備えている。ヘッダ管21は、図3に二点鎖線で示すように、冷却室160の搬送方向下流側端部に配置され、搬送装置10による被処理物Mの搬送経路を中心とする環状に形成されている。このヘッダ管21には、ガス回収・供給系23によって冷却ガスが供給される。   The gas cooling device 20 cools the workpiece M by supplying a cooling gas into the cooling chamber 160, and includes a header pipe 21, a supply pipe 22, and a gas recovery / supply system 23. As shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the header pipe 21 is disposed at the downstream end of the cooling chamber 160 in the transport direction, and is formed in an annular shape centering on the transport path of the workpiece M by the transport device 10. Yes. Cooling gas is supplied to the header pipe 21 by a gas recovery / supply system 23.

供給管22は、一端部がヘッダ管21に接続されており、他端側が搬送方向上流側に向けて水平方向に延びて形成され、搬送装置10による被処理物Mの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔(ここでは90°間隔)で複数(ここでは4つ)設けられている。具体的には、図3に示すように、供給管22は、環状のヘッダ管21の3時、6時、9時、12時の位置(上下左右の位置)に設けられている。各供給管22は、冷却室160の長さに亘る長さで他端側が冷却室160の搬送方向上流側に向けて水平方向に延びて形成されている。各供給管22には、被処理物の搬送経路に向けて開口する噴出口24が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔をあけて複数形成されている。   The supply pipe 22 has one end connected to the header pipe 21 and the other end extending in the horizontal direction toward the upstream side in the transport direction, with the transport path of the workpiece M by the transport device 10 as the center, A plurality (four here) are provided at substantially equal intervals (here, 90 ° intervals) in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIG. 3, the supply pipe 22 is provided at the 3 o'clock, 6 o'clock, 9 o'clock, and 12 o'clock positions (up and down, left and right positions) of the annular header pipe 21. Each supply pipe 22 has a length that extends over the length of the cooling chamber 160, and the other end extends in the horizontal direction toward the upstream side of the cooling chamber 160 in the transport direction. In each supply pipe 22, a plurality of jet openings 24 that open toward the conveyance path of the object to be processed are formed at predetermined intervals over the entire length direction.

ガス回収・供給系23は、真空容器1に接続された排気管25、排気管25に設けられた開閉弁26、排気管25で回収された冷却ガスを再冷却する冷却器としての熱交換器27、再冷却された冷却ガスをヘッダ管21に供給するファン28とを主体に構成されている。
冷却ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが用いられる。
The gas recovery / supply system 23 includes an exhaust pipe 25 connected to the vacuum vessel 1, an on-off valve 26 provided in the exhaust pipe 25, and a heat exchanger as a cooler for recooling the cooling gas recovered in the exhaust pipe 25. 27, and mainly a fan 28 for supplying the recooled cooling gas to the header pipe 21.
As the cooling gas, for example, an inert gas such as argon, helium, or nitrogen is used.

ミスト冷却装置30は、冷却室160内に冷却液をミスト状に供給することによって被処理物Mを冷却するものであって、ヘッダ管31(図3では図示せず)、供給管(管体)32、冷却液回収・供給系33を備えている。ヘッダ管31は、冷却室160の搬送方向上流側端部に配置され、搬送装置10による被処理物Mの搬送経路を中心とする環状に形成されている。このヘッダ管31には、冷却液回収・供給系33によって冷却液が供給される。   The mist cooling device 30 cools the workpiece M by supplying a cooling liquid into the cooling chamber 160 in a mist form, and includes a header pipe 31 (not shown in FIG. 3), a supply pipe (tube body). ) 32 and a coolant recovery / supply system 33. The header pipe 31 is disposed at the upstream end of the cooling chamber 160 in the transport direction, and is formed in an annular shape centering on the transport path of the workpiece M by the transport device 10. A coolant is supplied to the header pipe 31 by a coolant recovery / supply system 33.

供給管32は、一端部がヘッダ管31に接続されており、他端側が搬送方向下流側に向けて水平方向に延びて形成され、搬送装置10による被処理物Mの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔(ここでは90°間隔)で複数(ここでは4つ)設けられている。具体的には、図3に示すように、供給管32は、環状のヘッダ管21に水平方向から±45°の位置に設けられている。各供給管32は、冷却室160の長さに亘る長さで他端側が冷却室160の搬送方向下流側に向けて水平方向に延びて形成されている。各供給管32には、被処理物の搬送経路に向けて冷却液をミスト状に噴射するノズル部34が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔をあけて複数形成されている。   The supply pipe 32 has one end connected to the header pipe 31 and the other end extending in the horizontal direction toward the downstream side in the conveyance direction. The supply pipe 32 is centered on the conveyance path of the workpiece M by the conveyance device 10. A plurality (four here) are provided at substantially equal intervals (here, 90 ° intervals) in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIG. 3, the supply pipe 32 is provided in the annular header pipe 21 at a position of ± 45 ° from the horizontal direction. Each supply pipe 32 has a length that extends over the length of the cooling chamber 160, and the other end extends in the horizontal direction toward the downstream side in the transport direction of the cooling chamber 160. In each supply pipe 32, a plurality of nozzle portions 34 for injecting the cooling liquid in a mist shape toward the conveyance path of the object to be processed are formed at predetermined intervals over the entire length direction.

なお、供給管32及びノズル部34の配置としては、ミスト状の冷却液が重力の影響を受けることから、供給量に差が生じる可能性がある上下方向を避けることが好ましく、好適には、水平方向に沿ってミスト状の冷却液を供給する。ただし、上下方向に沿って冷却液を供給する場合には、重力により影響を考慮して供給量を異ならせればよい。また、供給管32を4つではなく、例えば3つ配置する場合には、垂直成分を極力減らすためにも、天頂部と、この天頂部を挟んで±120°の位置に配置することが好ましい。   As for the arrangement of the supply pipe 32 and the nozzle part 34, it is preferable to avoid the vertical direction that may cause a difference in the supply amount because the mist-like coolant is affected by gravity, and preferably, A mist-like coolant is supplied along the horizontal direction. However, when supplying the cooling liquid along the vertical direction, the supply amount may be varied in consideration of the influence due to gravity. Further, when three supply pipes 32 are arranged instead of four, for example, in order to reduce the vertical component as much as possible, it is preferable to arrange the zenith part and a position of ± 120 ° across the zenith part. .

冷却液回収・供給系33は、真空容器1に接続された排液管35、排液管35に設けられた開閉弁36、排液管35で回収された冷却液をモータ39の駆動により配管37を介してヘッダ管31に送液するポンプ38、冷却室160の圧力(気圧)を計測するセンサ40、センサ40の計測結果に基づいてモータ39の駆動をコントロールする冷却液の流量制御器としてのインバータ41、処理品からの受熱により気化した冷却液を液化する液化器(液化トラップ)42を主体に構成されている。
冷却液としては、例えば油、ソルト、後述するフッ素系不活性液体等を用いることができる。
The coolant recovery / supply system 33 includes a drain pipe 35 connected to the vacuum vessel 1, an on-off valve 36 provided in the drain pipe 35, and a coolant recovered by the drain pipe 35 is piped by driving a motor 39. A pump 38 for feeding liquid to the header pipe 31 via 37, a sensor 40 for measuring the pressure (atmospheric pressure) of the cooling chamber 160, and a coolant flow rate controller for controlling the driving of the motor 39 based on the measurement result of the sensor 40. The inverter 41 and the liquefier (liquefaction trap) 42 for liquefying the coolant evaporated by receiving heat from the processed product are mainly configured.
As the cooling liquid, for example, oil, salt, a fluorine-based inert liquid described later, and the like can be used.

続いて、上記の真空熱処理炉100において、加熱された被処理物Mを冷却室160で冷却する手順について説明する。
図2及び図3に示すように、被処理物Mはトレー13に単列で、且つ搬送方向で離間した状態で載置されて冷却室160に搬送される。
Next, a procedure for cooling the heated workpiece M in the cooling chamber 160 in the vacuum heat treatment furnace 100 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the workpieces M are placed on the tray 13 in a single row and separated in the transport direction, and are transported to the cooling chamber 160.

冷却室160に搬送された被処理物Mに対しては、ミスト冷却装置30におけるノズル部34から冷却液がミスト状に供給・噴射される。ここで、ノズル部34からの拡散角度としては、例えば図3に示すように、90°に設定されることで被処理物Mの側面(外周面)に対して全面的に噴射させることができる。また、このとき、被処理物M(トレー13)の斜め下方に位置するノズル部34から噴出した冷却液は、トレー13が線材を格子状に配列したもので形成されていることから、線材の隙間を通過することにより、支障なく被処理物Mに到達して冷却することができる。また、被処理物Mの搬送方向前面及び背面についても、ノズル部34が冷却室160の長さ方向全体に亘って設けられていることから、特に供給管32の両端側に位置するノズル部34からの噴射により、ミスト状の冷却液が供給されるため支障なく冷却することができる。   A coolant is supplied and jetted in a mist form from the nozzle portion 34 of the mist cooling device 30 to the workpiece M conveyed to the cooling chamber 160. Here, for example, as shown in FIG. 3, the diffusion angle from the nozzle portion 34 can be jetted over the entire side surface (outer peripheral surface) of the workpiece M by being set to 90 °. . Further, at this time, the cooling liquid ejected from the nozzle portion 34 located obliquely below the workpiece M (tray 13) is formed by the tray 13 being formed by arranging the wire rods in a lattice shape. By passing through the gap, the workpiece M can be reached and cooled without hindrance. In addition, since the nozzle portion 34 is provided over the entire length direction of the cooling chamber 160 on the front and back surfaces of the workpiece M in the transport direction, the nozzle portion 34 located particularly on both ends of the supply pipe 32. Since the mist-like cooling liquid is supplied by the injection from, it can be cooled without hindrance.

上記ミスト状の冷却液供給においては、処理中に真空容器1からの冷却液の漏出を防止する観点からも大気圧以下での処理が好ましい。また、冷却液に関する物性値としては、大気圧下で常温25℃とした場合に、水と同等以上の沸点(100℃以上の沸点)であることが望ましい。これは、ミストとして噴出させた冷却液が被処理物Mとの熱交換により温度が上昇するため、これを冷却する手段(液化器42)として熱交換器が用いられ、熱交換媒体としては一般的には水が用いられるためである。   In supplying the mist-like coolant, treatment at atmospheric pressure or lower is preferable from the viewpoint of preventing leakage of the coolant from the vacuum vessel 1 during the treatment. Moreover, as a physical-property value regarding a cooling fluid, when making it into normal temperature 25 degreeC under atmospheric pressure, it is desirable that it is a boiling point equivalent to water or more (boiling point of 100 degreeC or more). This is because the temperature of the cooling liquid ejected as mist rises due to heat exchange with the workpiece M, so that a heat exchanger is used as a means for cooling the cooling liquid (liquefaction device 42). This is because water is used.

より詳細には、熱交換媒体としての水は、冷却塔を用いて冷却される形態が一般的であるため、冷却液との熱交換効率を考慮すると、40〜50℃程度で用いる(すなわち熱交換後の冷却液温度(ミスト状冷却液の供給温度)が40〜50℃程度で用いられる)ことが妥当である。また、冷却液は、その沸点と被処理物Mの温度との差に応じた熱量を吸熱するため、より多くの熱量を吸熱することを考慮すると、ミスト状冷却液の供給温度に対して30〜50℃程度高い温度の沸点を有することが望ましい。これらのことから、冷却液の沸点としては水と同等以上の沸点(100℃以上の沸点)であることが望ましい。
具体的には、例えば、大気圧下(101kPa(abs))で常温25℃で沸点131℃のフッ素系不活性液を用いる場合には、沸点が110℃となる雰囲気調整圧55kPa(abs)〜沸点が80℃となる雰囲気調整圧20kPa(abs)程度の条件で処理することが好ましい。
More specifically, since water as a heat exchange medium is generally cooled by using a cooling tower, it is used at about 40 to 50 ° C. (ie heat It is appropriate that the coolant temperature after replacement (the supply temperature of the mist coolant is used at about 40 to 50 ° C.). In addition, since the cooling liquid absorbs heat corresponding to the difference between the boiling point and the temperature of the workpiece M, it is 30 with respect to the supply temperature of the mist cooling liquid in consideration of absorbing more heat. It is desirable to have a boiling point at a temperature as high as ˜50 ° C. For these reasons, it is desirable that the cooling liquid has a boiling point equal to or higher than that of water (a boiling point of 100 ° C. or higher).
Specifically, for example, when using a fluorine-based inert liquid having a boiling point of 131 ° C. at a normal temperature of 25 ° C. under atmospheric pressure (101 kPa (abs)), an atmosphere adjustment pressure of 55 kPa (abs) to a boiling point of 110 ° C. It is preferable to perform the treatment under conditions of an atmosphere adjustment pressure of about 20 kPa (abs) with a boiling point of 80 ° C.

一方、被処理物Mに対しては、ガス冷却装置20における噴出口24から冷却ガスが供給・噴射される。噴出された冷却ガスにより被処理物Mが直接冷却されるとともに、冷却ガスの流れにより冷却室160にミスト状に噴霧された冷却液が拡散することにより、冷却室160の雰囲気を一様とすることができる。   On the other hand, the cooling gas is supplied / injected from the injection port 24 of the gas cooling device 20 to the workpiece M. The workpiece M is directly cooled by the jetted cooling gas, and the cooling liquid sprayed in a mist form in the cooling chamber 160 is diffused by the flow of the cooling gas, thereby making the atmosphere of the cooling chamber 160 uniform. be able to.

このミスト状の冷却液を用いた冷却の場合には、冷却液を連続的に供給して被処理物Mとの熱交換が可能となるため、被処理物Mを冷却液中に浸漬した場合のように、高温の被処理物Mに接触した冷却液が沸騰して生じた気泡により冷却液との接触面積が減って冷却効率が低下したり、さらに気泡の量が増加して蒸気膜となって断熱層を形成し冷却効率が著しく低下するといった不都合を生じることなく、被処理物Mに対する冷却処理を継続的に実施できる。   In the case of cooling using this mist-like cooling liquid, since the cooling liquid is continuously supplied and heat exchange with the workpiece M is possible, the workpiece M is immersed in the cooling liquid. In this way, the contact area with the cooling liquid is reduced by the bubbles generated by boiling the cooling liquid in contact with the high temperature object M, and the cooling efficiency is lowered. Thus, the cooling treatment for the workpiece M can be continuously performed without causing the disadvantage that the heat insulation layer is formed and the cooling efficiency is remarkably lowered.

冷却室160にミスト状で供給された冷却液は、真空容器1の内壁面や液化器42で液化して真空容器1の底部に貯溜される。貯留された冷却液は、ガス回収・供給系23における開閉弁26を閉じ、冷却液回収・供給系33における開閉弁36を開いた状態で、モータ39を駆動してポンプ38を作動させることにより、配管37を介してヘッダ管31に循環するように供給することができる。特に、センサ40が冷却室160内の気圧が低下して冷却液の供給・噴射量が低下したことを検知した場合には、インバータ41によりモータ39の駆動を制御して、冷却液の供給量を調整することにより、常に適切な量の冷却液をヘッダ管31に対して供給することができる。   The coolant supplied to the cooling chamber 160 in the form of a mist is liquefied by the inner wall surface of the vacuum vessel 1 or the liquefier 42 and stored at the bottom of the vacuum vessel 1. The stored coolant is operated by driving the motor 38 and operating the pump 38 with the on-off valve 26 in the gas recovery / supply system 23 closed and the on-off valve 36 in the coolant recovery / supply system 33 opened. , And can be supplied to circulate to the header pipe 31 via the pipe 37. In particular, when the sensor 40 detects that the air pressure in the cooling chamber 160 has decreased and the supply / injection amount of the cooling liquid has decreased, the drive of the motor 39 is controlled by the inverter 41 to supply the cooling liquid. By adjusting this, it is possible to always supply an appropriate amount of coolant to the header pipe 31.

一方、冷却室160に供給された冷却ガスについても循環して再使用される。
具体的には、冷却液回収・供給系33における開閉弁36を閉じ、ガス回収・供給系23における開閉弁26を開くことにより、冷却室160から排気管25に導入した冷却ガスを熱交換器27で再冷却し、ファン28の作動によりヘッダ管21に循環するように供給することができる。
On the other hand, the cooling gas supplied to the cooling chamber 160 is also circulated and reused.
Specifically, the on-off valve 36 in the coolant recovery / supply system 33 is closed, and the on-off valve 26 in the gas recovery / supply system 23 is opened, so that the cooling gas introduced from the cooling chamber 160 into the exhaust pipe 25 is converted into a heat exchanger. 27 is recooled and supplied to the header tube 21 by the operation of the fan 28.

以上説明したように、本実施形態では、同時に単列で搬送された被処理物Mに対して、搬送経路の周囲に配置したノズル部34から冷却液をミスト状に供給するため、被処理物Mの表面に均等に冷却液を供給することが可能になり、冷却が不均一の場合に生じる被処理物Mの歪や変形を十分に小さく抑えることができる。特に、本実施形態では、ミスト状の冷却液を用いて被処理物Mを冷却しているため、被処理物Mの表面に蒸気膜等を生じさせることなく、熱交換率が高い液体による冷却特性を維持しつつ、供給する冷却液の流量を調整する等により、高い制御性をもって被処理物Mを冷却することが可能である。
そのため、本実施形態では、例えば鋼材の被処理物Mに対して焼き入れ等の熱処理を施す際にも、鋼材に硬くて脆いパーライト組織が形成されない条件で冷却することができ、高品質の被処理物Mを得ることができる。
As described above, in the present embodiment, since the coolant is supplied in a mist form from the nozzle portion 34 arranged around the transport path to the workpieces M that are transported simultaneously in a single row, It becomes possible to supply the cooling liquid evenly to the surface of M, and distortion and deformation of the workpiece M generated when the cooling is not uniform can be suppressed sufficiently small. In particular, in the present embodiment, since the object to be processed M is cooled using a mist-like coolant, cooling with a liquid having a high heat exchange rate without causing a vapor film or the like on the surface of the object to be processed M. It is possible to cool the workpiece M with high controllability by adjusting the flow rate of the supplied coolant while maintaining the characteristics.
Therefore, in the present embodiment, for example, even when a heat treatment such as quenching is performed on the steel workpiece M, it is possible to cool the steel material under a condition that a hard and brittle pearlite structure is not formed. A processed product M can be obtained.

また、本実施形態では、ノズル部34が搬送経路に沿って複数配置されているため、被処理物Mの全体に亘って確実に冷却液を供給することが可能になり、被処理物に対する一様な冷却処理をより確実に行うことができる。しかも、本実施形態では、ノズル部34を有する供給管32が被処理物Mの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔で複数配置されているため、被処理物Mの全体に亘って一様に冷却することが可能である。   Further, in the present embodiment, since a plurality of nozzle portions 34 are arranged along the transport path, it becomes possible to reliably supply the cooling liquid over the entire workpiece M, and one for the workpiece. Such a cooling process can be performed more reliably. In addition, in the present embodiment, a plurality of supply pipes 32 having the nozzle portions 34 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction around the conveyance path of the workpiece M, so that the entire workpiece M is covered. It is possible to cool uniformly.

なお、上記実施形態における冷却液としては、フッ素系不活性液体を好適に用いることができる。
フッ素系不活性液体を用いた場合には、被処理物Mの構成材料を侵さず被処理物Mに悪影響を及ぼすことを防止できる。また、フッ素系不活性液体は、不燃性を有しているため、安全性も向上させることが可能である。また、フッ素系不活性液体は、沸点が水よりも高いため、冷却ポテンシャルも高く、水を用いた場合に生じる酸化や蒸気膜等の問題も抑制することができるとともに、また蒸発潜熱の点でも熱伝達能力に優れており、被処理物Mを効率的に冷却することが可能である。さらに、被処理物Mにフッ素系不活性液体が付着しても洗浄する必要がないことから、生産性も向上させることができる。
In addition, as a cooling fluid in the said embodiment, a fluorine-type inert liquid can be used suitably.
When a fluorinated inert liquid is used, it is possible to prevent the material to be processed M from being adversely affected without affecting the constituent material of the object to be processed M. In addition, since the fluorine-based inert liquid has nonflammability, safety can be improved. In addition, since the fluorine-based inert liquid has a boiling point higher than that of water, it has a high cooling potential and can suppress problems such as oxidation and vapor film that occur when water is used. The heat transfer capability is excellent, and the workpiece M can be efficiently cooled. Furthermore, since it is not necessary to wash even if the fluorine-based inert liquid adheres to the workpiece M, the productivity can be improved.

(第2実施形態)
図4は、本発明の熱処理装置の第2実施形態を示す図である。
この図において、図1乃至図3に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態と上記の第1実施形態とが異なる点は、冷却ユニットCUを並列して設けたことである。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the heat treatment apparatus of the present invention.
In this figure, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the cooling units CU are provided in parallel.

図4に示すように、本実施形態では、断面視略長円形状を有する同一の冷却室160に、それぞれが搬送装置10、ガス冷却装置20、ミスト冷却装置30を有する冷却ユニットCUが独立して並列に被処理物Mの搬送方向と略直交する方向に離間して設けられている。各冷却ユニットCUは、上記第1実施形態と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the cooling units CU each having the transfer device 10, the gas cooling device 20, and the mist cooling device 30 are independent in the same cooling chamber 160 having a substantially oval shape in cross section. In parallel, they are spaced apart in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the workpiece M. Each cooling unit CU has a configuration similar to that of the first embodiment.

本実施形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、同一の冷却室160に両冷却ユニットCUが配置されることから、冷却ユニットCU毎に冷却室を設けた場合と比較して装置の小型化を実現できる。
また、本実施形態では、各冷却ユニットCUが単列で搬送された被処理物Mを冷却していることから、他の被処理物の陰となって冷却液が供給されづらい箇所が生じることなく、全体に一様に冷却液を供給しつつ複数列での冷却処理を可能にしており、高い生産性で高品質の被処理物を得ることが可能である。
In this embodiment, in addition to obtaining the same operation and effect as in the first embodiment, since both cooling units CU are arranged in the same cooling chamber 160, a cooling chamber is provided for each cooling unit CU. Compared to the case, the size of the apparatus can be reduced.
Moreover, in this embodiment, since each cooling unit CU is cooling the to-be-processed object M conveyed by the single row, the location where it becomes difficult to supply a cooling fluid behind other to-be-processed objects arises. However, it is possible to perform the cooling process in a plurality of rows while supplying the cooling liquid uniformly to the whole, and it is possible to obtain a high-quality workpiece with high productivity.

(第3実施形態)
続いて、第3実施形態について図5及び図6を参照して説明する。
これらの図において、図1乃至図3に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、被処理物Mを押圧する押圧装置(プレス装置)が設けられている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In these drawings, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the present embodiment, a pressing device (pressing device) that presses the workpiece M is provided.

図5及び図6に示すように、押圧装置50は、真空容器1を挟んだ鉛直方向の両側に柱部53で支持されて設けられた上プレスフレーム51、下プレスフレーム52、両プレスフレーム間に懸架された柱部53、上プレスフレーム51に設けられた上プレス部60、下プレスフレーム52に設けられた下プレス部70を主体に構成されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the pressing device 50 includes an upper press frame 51, a lower press frame 52, and a space between both press frames that are supported by pillar portions 53 on both sides in the vertical direction across the vacuum vessel 1. The main part is composed of a column part 53 suspended from the upper part, an upper press part 60 provided in the upper press frame 51, and a lower press part 70 provided in the lower press frame 52.

上プレス部60は、上プレスフレーム51上に固定された油圧シリンダ61、油圧シリンダ61に鉛直方向に移動自在に設けられ、上プレスフレーム51を貫通するシリンダ軸62、シリンダ軸62の先端に接合されたプレスラム63、被処理物Mの上面形状に対応する表面形状を有し、接合ピン(図示せず)の挿抜によりプレスラム63に対して着脱可能に設けられる上パンチ64を備えている。プレスラム63は、先端部(上パンチ64)を冷却室160に位置させて真空容器1の外壁を貫通して設けられている。   The upper press portion 60 is provided on a hydraulic cylinder 61 fixed on the upper press frame 51, and is provided on the hydraulic cylinder 61 so as to be movable in the vertical direction. The upper press portion 60 is joined to the cylinder shaft 62 passing through the upper press frame 51 and the tip of the cylinder shaft 62. The press ram 63 has a surface shape corresponding to the shape of the upper surface of the workpiece M, and is provided with an upper punch 64 that is detachably attached to the press ram 63 by inserting and removing a joining pin (not shown). The press ram 63 is provided to penetrate the outer wall of the vacuum vessel 1 with the tip (upper punch 64) positioned in the cooling chamber 160.

同様に、下プレス部70は、下プレスフレーム52に固定された油圧シリンダ71、油圧シリンダ71に鉛直方向に移動自在に設けられ、下プレスフレーム52を貫通するシリンダ軸72、シリンダ軸72の先端に接合されたプレスラム73、被処理物Mの下面形状に対応する表面形状を有し、接合ピン(図示せず)の挿抜によりプレスラム73に対して着脱可能に設けられる下パンチ74を備えている。プレスラム73は、先端部(下パンチ74)を冷却室160に位置させて真空容器1の外壁を貫通して設けられている。
上記油圧シリンダ61、71の上プレスフレーム51、下プレスフレーム52との接合面には、Oリング等のシール材が介装され、冷却室160の真空環境が維持される構成となっている。
Similarly, the lower press portion 70 is provided with a hydraulic cylinder 71 fixed to the lower press frame 52, is provided in the hydraulic cylinder 71 so as to be movable in the vertical direction, and penetrates the lower press frame 52, and the tip of the cylinder shaft 72. A press ram 73 joined to the lower surface of the workpiece M, and a lower punch 74 provided to be detachable from the press ram 73 by inserting and removing a joining pin (not shown). . The press ram 73 is provided penetrating the outer wall of the vacuum vessel 1 with the tip (lower punch 74) positioned in the cooling chamber 160.
A sealing material such as an O-ring is interposed on the joint surfaces of the hydraulic cylinders 61 and 71 with the upper press frame 51 and the lower press frame 52 so that the vacuum environment of the cooling chamber 160 is maintained.

また、図5に示すように、上プレス部60及び下プレス部70は、互いに対向して、且つ、トレー13に単列で載置される被処理物Mの間隔と略同一のピッチで搬送方向に離間して配置されている。そして、トレー13には、被処理物Mが冷却位置に位置決めされたときに、下パンチ74の移動経路に沿って当該下パンチ74が挿通可能な貫通孔74Aが形成されている。   Further, as shown in FIG. 5, the upper press unit 60 and the lower press unit 70 face each other and are transported at substantially the same pitch as the interval between the workpieces M placed in a single row on the tray 13. They are spaced apart in the direction. The tray 13 is formed with a through hole 74A through which the lower punch 74 can be inserted along the movement path of the lower punch 74 when the workpiece M is positioned at the cooling position.

上記構成においては、搬送装置10によりトレー13が搬送され単列で配置された被処理物Mが冷却位置に位置決めされると、上プレス部60において、油圧シリンダ61の作動によりシリンダ軸62及びプレスラム63が下降することにより、上パンチ64が被処理物Mの上面を押圧する。一方、上プレス部60の作動と同期して、下プレス部70において、油圧シリンダ71の作動によりシリンダ軸72及びプレスラム73が上昇することにより、上パンチ64がトレー13の貫通孔74Aを介して上昇して被処理物Mの下面を押圧する。これにより、被処理物Mは上面及び下面を上パンチ64及び下パンチ74の間で挟持される。
そして、このように、上パンチ64及び下パンチ74の間で挟持・保持された状態の被処理部Mに対しては、上述した冷却処理が施される。
In the above-described configuration, when the tray 13 is transported by the transport device 10 and the workpieces M arranged in a single row are positioned at the cooling position, the cylinder shaft 62 and the press ram are operated by the operation of the hydraulic cylinder 61 in the upper press unit 60. As the 63 moves down, the upper punch 64 presses the upper surface of the workpiece M. On the other hand, in synchronization with the operation of the upper press unit 60, the cylinder shaft 72 and the press ram 73 are raised by the operation of the hydraulic cylinder 71 in the lower press unit 70, so that the upper punch 64 passes through the through hole 74 </ b> A of the tray 13. Ascend and press the lower surface of the workpiece M. Thus, the workpiece M is sandwiched between the upper punch 64 and the lower punch 74 at the upper and lower surfaces.
In addition, the above-described cooling process is performed on the processing target M that is sandwiched and held between the upper punch 64 and the lower punch 74 as described above.

本実施の形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、被処理物Mの冷却時に被処理物Mに対して押圧力が付与されつつ冷却されるため、被処理物Mの歪みや変形を充分小さく抑えることができる。
なお、第2実施形態についても、第3実施形態と同様に、押圧装置50を設けて被処理物Mを押圧しつつ冷却できることは言うまでもない。
In the present embodiment, in addition to obtaining the same operation and effect as in the first embodiment, since cooling is performed while applying a pressing force to the workpiece M when the workpiece M is cooled, The distortion and deformation of the workpiece M can be suppressed sufficiently small.
In addition, it cannot be overemphasized that it can cool also about 2nd Embodiment, providing the press apparatus 50 and pressing the to-be-processed object M similarly to 3rd Embodiment.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、トレー13により2つの被処理物Mを単列で搬送する構成としたが、これに限定されるものではなく、複数であれば3つ以上の被処理物Mを搬送する構成であってもよい。
また、上記第2実施形態では、同一の冷却室160に2つの冷却ユニットCUを並列させる構成としたが、3列以上に並列させる構成であってもよい。
For example, in the above embodiment, the two workpieces M are transported in a single row by the tray 13, but the present invention is not limited to this. It may be configured to.
In the second embodiment, the two cooling units CU are arranged in parallel in the same cooling chamber 160, but may be arranged in parallel in three or more rows.

また、上記実施形態において、被処理物Mの温度をより高精度に管理するために、例えば放射温度計等の計測装置を冷却室160に配置して被処理物Mの温度を計測し、計測した温度に応じて、制御装置としてのインバータ41がミスト状の冷却液の供給量を制御する構成としてもよい。
さらに、この場合、複数のノズル部34のそれぞれに対応する位置の被処理物Mの温度を計測する計測装置を設けるとともに、ノズル部34毎に開閉弁を設け、各位置で計測した結果に基づいて、ノズル部毎にミスト状冷却液の供給量を制御する構成としてもよい。
これにより、ノズル部34と対応する位置毎に被処理物Mの温度を制御することが可能になり、被処理物Mをより均一に冷却して歪や変形を抑えることができる。
Moreover, in the said embodiment, in order to manage the temperature of the to-be-processed object M with high precision, measuring devices, such as a radiation thermometer, are arrange | positioned in the cooling chamber 160, for example, the temperature of the to-be-processed object M is measured, and it measures. The inverter 41 as a control device may be configured to control the supply amount of the mist-like coolant depending on the temperature.
Further, in this case, a measurement device that measures the temperature of the workpiece M at a position corresponding to each of the plurality of nozzle portions 34 is provided, and an opening / closing valve is provided for each nozzle portion 34, and based on the measurement result at each position. Thus, the supply amount of the mist coolant may be controlled for each nozzle unit.
Thereby, the temperature of the workpiece M can be controlled for each position corresponding to the nozzle portion 34, and the workpiece M can be more uniformly cooled to suppress distortion and deformation.

また、上記実施形態で説明した冷却液の供給は、通常真空下で行われるが、例えばミスト冷却時に上述した不活性ガスを添加する構成としてもよい。
通常、雰囲気圧が高いと沸点は上がり、雰囲気圧が低いと沸点が下がる。そのため、不活性ガスの添加量を調整して、雰囲気圧を上昇させることにより、冷却液の気化潜熱による冷却能力を抑えることができ、逆に雰囲気圧を下降させることにより、沸点が下がって被処理物Mとの温度差が広がって冷却速度(冷却能力)を高めることができる。
このように、不活性ガスの添加量を調整することにより、被処理物Mに対する冷却特性を制御することも可能になり、より高精度の冷却を実施することができる。
In addition, the supply of the cooling liquid described in the above embodiment is normally performed under vacuum. However, for example, the above-described inert gas may be added during mist cooling.
Usually, when the atmospheric pressure is high, the boiling point increases, and when the atmospheric pressure is low, the boiling point decreases. Therefore, by adjusting the addition amount of the inert gas and increasing the atmospheric pressure, the cooling capacity due to the latent heat of vaporization of the cooling liquid can be suppressed, and conversely, by lowering the atmospheric pressure, the boiling point decreases and the temperature is reduced. The temperature difference with the processed material M is widened, and the cooling rate (cooling capacity) can be increased.
Thus, by adjusting the addition amount of the inert gas, it becomes possible to control the cooling characteristics for the workpiece M, and it is possible to perform cooling with higher accuracy.

また、上記実施形態では、冷却液として油、ソルト、フッ素系不活性液体等を例示したが、この他に、酸化や蒸気膜等の影響が軽微な場合には水を用いてもよい。ミスト状の冷却液として水を用いる場合には、上述したフッ素系不活性液を用いる場合と同様の理由により、沸点が90℃となる雰囲気調整圧70kPa(abs)〜沸点が80℃となる雰囲気調整圧48kPa(abs)程度の条件で処理することが好ましい。
冷却液として水を用いた場合には、液相または気相のいずれであっても、煩雑な後処理を要することなく安全に排出することが可能であり、後処理に係るコスト面及び地球環境保護の観点からも好適である。
In the above embodiment, oil, salt, fluorine-based inert liquid, etc. are exemplified as the cooling liquid. However, water may be used when the influence of oxidation, vapor film, etc. is minor. When water is used as the mist-like coolant, an atmosphere in which the boiling point is 90 kPa (abs) to the boiling point is 80 ° C. for the same reason as in the case of using the fluorine-based inert liquid described above. The treatment is preferably performed under conditions of an adjustment pressure of about 48 kPa (abs).
When water is used as the cooling liquid, it can be safely discharged without any complicated post-treatment, either in the liquid phase or in the gas phase. It is also suitable from the viewpoint of protection.

10…搬送装置、20…ガス冷却装置、30…ミスト冷却装置、32…供給管(管体)、34…ノズル部、50…押圧装置、100…真空熱処理炉(熱処理装置)、160…冷却室、CU…冷却ユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Conveying device, 20 ... Gas cooling device, 30 ... Mist cooling device, 32 ... Supply pipe (tube body), 34 ... Nozzle part, 50 ... Pressing device, 100 ... Vacuum heat treatment furnace (heat treatment device), 160 ... Cooling chamber , CU ... Cooling unit.

Claims (7)

加熱された被処理物を冷却する冷却室を備えた熱処理装置であって、
複数の前記被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置と、
前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置とを備えた冷却ユニットが前記冷却室に設けられており、
前記ミスト冷却装置は、前記搬送経路を中心として周方向に複数配置され、前記冷却液が供給される管体と、該管体に互いに離間して設けられて前記搬送経路に向けて前記ミスト状の冷却液を噴射するノズル部とを有することを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus including a cooling chamber for cooling a heated object to be processed,
A transport device for transporting a plurality of the objects to be processed simultaneously in a single row;
A cooling unit including a mist cooling device arranged around a conveyance path of the conveyance device and supplying a mist-like coolant is provided in the cooling chamber;
A plurality of the mist cooling devices are arranged in the circumferential direction centering on the transport path, the pipe body to which the cooling liquid is supplied, and the mist cooling device that is provided apart from the pipe body toward the transport path. And a nozzle portion for injecting the coolant.
加熱された被処理物を冷却する冷却室を備えた熱処理装置であって、
複数の前記被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置と、
前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置と、
前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置され冷却ガスを供給するガス冷却装置とをそれぞれ備えた冷却ユニットが前記冷却室に設けられており、
前記ミスト冷却装置は、前記搬送経路を中心として周方向に複数配置され、前記冷却液が供給される管体と、該管体に互いに離間して設けられて前記搬送経路に向けて前記ミスト状の冷却液を噴射するノズル部とを有することを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus including a cooling chamber for cooling a heated object to be processed,
A transport device for transporting a plurality of the objects to be processed simultaneously in a single row;
A mist cooling device that is disposed around a conveyance path of the conveyance device and supplies a mist-like coolant;
A cooling unit provided around the transfer path of the transfer device and provided with a gas cooling device that supplies a cooling gas is provided in the cooling chamber,
A plurality of the mist cooling devices are arranged in the circumferential direction centering on the transport path, the pipe body to which the cooling liquid is supplied, and the mist cooling device that is provided apart from the pipe body toward the transport path. And a nozzle portion for injecting the coolant.
請求項1または2に記載の熱処理装置において、
前記冷却液は、ミスト状冷却液の供給温度に対して30〜50℃程度高い温度の沸点を有することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the coolant has a boiling point that is about 30 to 50 ° C higher than a supply temperature of the mist coolant.
請求項1または2に記載の熱処理装置において、
前記冷却液の供給前にミスト冷却装置に不活性ガスを添加し、雰囲気圧を上昇させることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
A heat treatment apparatus, wherein an inert gas is added to a mist cooling apparatus before the cooling liquid is supplied to increase the atmospheric pressure.
請求項1または2に記載の熱処理装置において、
前記冷却室に供給された冷却液を配管を介して前記管体に循環させることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The heat processing apparatus characterized by circulating the cooling fluid supplied to the said cooling chamber to the said pipe body through piping.
請求項1から5のいずれか一項に記載の熱処理装置において、
前記被処理物の温度を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記冷却液の供給量を制御する制御装置とを有す
ることを特徴とする熱処理装置。
In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A measuring device for measuring the temperature of the workpiece;
A heat treatment apparatus comprising: a control device that controls a supply amount of the coolant based on a measurement result of the measurement device.
請求項6記載の熱処理装置において、
前記計測装置は、複数設けられた前記ミスト冷却装置のそれぞれに対応する位置における前記被処理物の温度を計測し、
前記制御装置は、前記計測結果に基づいて、前記複数のミスト冷却装置に対して個別に前記冷却液の供給量を制御することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein
The measuring device measures the temperature of the object to be processed at a position corresponding to each of the plurality of mist cooling devices provided,
The said control apparatus controls the supply amount of the said cooling liquid separately with respect to these mist cooling devices based on the said measurement result, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.
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